JP2017111019A - Model generator, position/posture calculator, and handling robot device - Google Patents

Model generator, position/posture calculator, and handling robot device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a model generator that generates a three-dimensional model of a target article for which no CAD data exists.SOLUTION: A model generator for generating a three-dimensional model of an article includes: a three-dimensional measuring machine A04 that three-dimensionally measures multiple articles respectively arranged in arbitrary postures in a three-dimensional space and acquires measurement data; a model measurement data extracting part that considers the measurement data for the articles measured by the three-dimensional measuring machine to be a set of model measurement data obtained by measuring one article from multiple virtual measurement positions, and extracts corresponding model measurement data with respect to each of the virtual measurement positions; and a model measurement data integrating part that generates a three-dimensional model of the article by integrating the model measurement data extracted by the model measurement data extracting part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、対象物品を3次元計測機で計測し、計測データを用いて対象物品の3次元モデルを生成するモデル生成装置に関する。さらに、本発明は、対象物品の3次元モデルと計測データに基づいて、対象物品の位置姿勢を算出する位置姿勢算出装置に関する。さらに、本発明は、対象物品の3次元モデルと計測データに基づいて、対象物品の位置姿勢を算出し、算出された物品の位置姿勢に基づいてロボットが対象物品をハンドリングするハンドリングロボット装置に関する。   The present invention relates to a model generation apparatus that measures a target article with a three-dimensional measuring machine and generates a three-dimensional model of the target article using measurement data. Furthermore, the present invention relates to a position and orientation calculation apparatus that calculates the position and orientation of a target article based on a three-dimensional model of the target article and measurement data. Furthermore, the present invention relates to a handling robot apparatus that calculates a position and orientation of a target article based on a three-dimensional model of the target article and measurement data, and a robot handles the target article based on the calculated position and orientation of the article.

3次元計測機で計測された計測データと3次元モデルとを照合して、対象物品(以下、単に「物品」と呼ぶ場合がある)の位置姿勢を算出する装置では、対象物品などの3次元モデルを事前に作成する必要がある。そして、3次元モデルは、主に以下の二つの方法により作成される。   In an apparatus for calculating the position and orientation of a target article (hereinafter sometimes simply referred to as “article”) by collating measurement data measured by a three-dimensional measuring machine with a three-dimensional model, The model needs to be created in advance. The three-dimensional model is created mainly by the following two methods.

第一の方法においては、対象物品のCADデータを使用する。特許文献1は、CADデータから位置姿勢推定用の3次元モデルを生成する技術を開示している。特許文献1においては、CADデータからその対象物品を3次元計測したときに取得できると期待できる計測データを生成し、生成された計測データに基づいて、位置姿勢推定用の3次元モデルを生成している。   In the first method, CAD data of the target article is used. Patent Document 1 discloses a technique for generating a three-dimensional model for position and orientation estimation from CAD data. In Patent Literature 1, measurement data that can be expected to be acquired when three-dimensional measurement of the target article is generated from CAD data, and a three-dimensional model for position and orientation estimation is generated based on the generated measurement data. ing.

第二の方法においては、対象物品を実際に3次元計測機で計測して3次元モデルを生成する。しかしながら、一般的な3次元計測機は、上方に露出している物品の表面のみを計測する。このため、様々な物品位置姿勢を算出するためには、予め様々な視点から物品を計測しておく必要がある。特許文献2においては、物品の姿勢を少しずつ変化させながら3次元計測と位置姿勢の算出とを繰返し、算出された位置姿勢に基づいて各計測データを統合することで物品の3次元モデルを生成している。   In the second method, the target article is actually measured with a three-dimensional measuring machine to generate a three-dimensional model. However, a general three-dimensional measuring instrument measures only the surface of an article exposed upward. For this reason, in order to calculate various article positions and orientations, it is necessary to measure the articles from various viewpoints in advance. In Patent Document 2, a three-dimensional model of an article is generated by repeating three-dimensional measurement and calculation of a position and orientation while gradually changing the posture of the article, and integrating each measurement data based on the calculated position and orientation. doing.

特開2010−079453号公報JP 2010-077943 A 特開2010−113398号公報JP 2010-113398 A

しかしながら、前述した従来の手法には以下のような問題がある。
特許文献1の手法においては、予めCADデータを準備する必要がある。対象物品のCADデータが利用可能であるとは限らないので、そのような場合には3次元モデルを作成できない。また、全ての物品表面に対して、期待通りに3次元計測できる保証はない。光学系を利用した3次元計測機は、特定の表面特性、例えば物品表面に部分的に存在する黒い領域に対して、3次元計測を行うことは困難である。しかしながら、CADデータから3次元モデルを生成した場合には、そのような表面特性を考慮することができない。仮にそのような表面特性をモデル化してもモデル化誤差が発生し、生成された3次元モデルと実際の計測データとの間に乖離が発生する可能性がある。
However, the conventional method described above has the following problems.
In the method of Patent Document 1, it is necessary to prepare CAD data in advance. Since the CAD data of the target article is not always available, a 3D model cannot be created in such a case. In addition, there is no guarantee that all article surfaces can be measured three-dimensionally as expected. It is difficult for a three-dimensional measuring machine using an optical system to perform three-dimensional measurement on a specific surface characteristic, for example, a black region partially existing on the surface of an article. However, when a three-dimensional model is generated from CAD data, such surface characteristics cannot be taken into consideration. Even if such surface characteristics are modeled, a modeling error occurs, and there is a possibility that a divergence occurs between the generated three-dimensional model and actual measurement data.

特許文献2の手法は、物品の姿勢を少しずつ変更させるたびに3次元計測と位置姿勢の算出とを繰返す必要がある。例えば、カムシャフトのような回転体を軸周りに20度ずつ回転させながら計測を行う場合には、合計で18回計測する必要がある。さらに、軸周りだけではなく、あらゆる物品位置姿勢を算出できるような3次元モデルを作成する場合には、計測回数は非常に膨大になり、3次元モデルを作成する手間もこれに比例して膨大になる。従って、3次元モデルを作成するのに多大な時間が必要とされる。   In the method of Patent Document 2, it is necessary to repeat the three-dimensional measurement and the calculation of the position and orientation every time the posture of the article is changed little by little. For example, when measurement is performed while rotating a rotating body such as a cam shaft by 20 degrees around the axis, it is necessary to measure 18 times in total. Furthermore, when creating a three-dimensional model that can calculate not only the axis but also any article position and orientation, the number of measurements is enormous, and the effort to create a three-dimensional model is proportionally large. become. Therefore, a great amount of time is required to create a three-dimensional model.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、CADデータが存在しない対象物品の3次元モデルを、3次元計測機を用いて一度または少ない回数の計測により簡単に生成することのできるモデル生成装置、ならびに、そのようなモデル生成装置を含む位置姿勢算出装置およびハンドリングロボット装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to easily generate a three-dimensional model of a target article for which CAD data does not exist by measuring once or a small number of times using a three-dimensional measuring machine. It is an object of the present invention to provide a model generation apparatus, and a position and orientation calculation apparatus and a handling robot apparatus including such a model generation apparatus.

前述した目的を達成するために1番目の発明によれば、物品の3次元モデルを生成するモデル生成装置であって、3次元空間上に任意の姿勢でそれぞれ配置された複数の物品を3次元計測し、計測データを取得する3次元計測機と、該3次元計測機により計測された前記複数の物品の計測データを、一つの物品を複数の仮想的な計測位置から計測したモデル計測データの集合とみなし、前記複数の仮想的な計測位置のそれぞれについて、対応するモデル計測データを抽出するモデル計測データ抽出部と、該モデル計測データ抽出部により抽出したモデル計測データを統合することにより前記物品の3次元モデルを生成するモデル計測データ統合部と、を備えることを特徴とするモデル生成装置が提供される。
2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記モデル計測データ抽出部は、前記計測データを教示画面に出力する描画部と、複数の物品から選択された一つの物品の領域を、前記計測データが出力された前記教示画面上で設定する領域設定部と、該領域設定部によって設定された前記領域内に存在する計測データを基に、仮モデルを生成する仮モデル生成部と、前記仮モデルを用いて前記複数の物品の残りの物品の位置姿勢を検出する検出部と、を備え、前記モデル計測データ抽出部は前記検出部によって検出された前記残りの物品の位置姿勢を基にモデル計測データを抽出し、前記モデル計測データ統合部は前記モデル計測データを前記仮モデルに統合することで3次元モデルを生成する。
3番目の発明によれば、2番目の発明において、前記検出部は、前記仮モデルの初期姿勢に近い姿勢の物品から順番に検出し、前記モデル計測データ抽出部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記仮モデルの初期姿勢に近い順にモデル計測データを抽出し、前記モデル計測データ統合部は、前記モデル計測データが抽出される毎に、逐次的にモデル計測データを前記仮モデルに統合する。
4番目の発明によれば、2番目または3番目の発明において、前記モデル計測データ抽出部が、前記検出部の検出結果の成否を操作者が指示するための検出成否指示部を備える。
5番目の発明によれば、2番目から4番目のいずれかの発明において、前記モデル計測データ抽出部は、前記検出部によって検出された物品の位置姿勢の近傍に存在する前記計測データを基に前記モデル計測データを抽出する。
6番目の発明によれば、2番目から5番目のいずれかの発明において、前記モデル計測データ抽出部が誤った計測データをモデル計測データとして不正に抽出すると共に不正に抽出された不正モデル計測データを前記仮モデルに統合した場合であっても、前記モデル計測データ統合部が、前記計測データと前記仮モデルとの整合性を基に、前記仮モデルから前記不正モデル計測データを抽出して除去する不正モデル計測データ除去部を備える。
7番目の発明によれば、2番目から6番目のいずれかの発明において、前記モデル計測データ統合部が、前記モデル計測データを前記仮モデルに統合する際に、前記モデル計測データと前記仮モデルの間に重複部が存在する場合には、前記モデル計測データから該重複部を除去した後で、前記モデル計測データを前記仮モデルに統合する。
8番目の発明によれば、2番目から6番目のいずれかの発明において、前記モデル計測データ統合部が、前記モデル計測データを前記仮モデルに統合する際に、前記モデル計測データと前記仮モデルの間に重複部が存在する場合には、前記モデル計測データの該重複部を基に仮モデルの該重複部を更新する。
9番目の発明によれば、1番目から8番目のいずれかの発明において、前記モデル計測データ統合部が、前記検出部によって検出された物品の位置姿勢から算出される前記仮想計測位置及びモデル計測データの少なくとも一方をパラメータとする最適化を行い、生成されるべきモデルの高精度化を行う。
10番目の発明によれば、1番目から9番目のいずれかの発明において、前記3次元計測機が、3次元空間上に配置された複数の物品を3次元計測した後に、物品の積載状態を変更し、前記複数の物品の新たな3次元計測を行うことを一回以上繰返し、前記モデル計測データ抽出部及び前記モデル計測データ統合部が、複数回の3次元計測により得られた複数の計測データを基に前記物品の3次元モデルを生成する。
11番目の発明によれば、1番目から10番目のいずれかのモデル生成装置と、前記モデル生成装置によって生成された3次元モデルと前記3次元計測機で取得された計測データとの対応付けに基づいて、前記物品の位置姿勢を算出する位置姿勢算出部と、を備えることを特徴とする位置姿勢算出装置が提供される。
12番目の発明によれば、前記物品をハンドリング可能なロボットと、1番目から10番目のいずれかのモデル生成装置と、前記モデル生成装置によって生成された3次元モデルと前記3次元計測機で取得された計測データとの対応付けに基づいて、前記物品の位置姿勢を算出する位置姿勢算出部とを備え、前記位置姿勢算出部によって算出された前記物品の位置姿勢に基づいて、前記ロボットが前記物品をハンドリングすることを特徴とするハンドリングロボット装置が提供される。
In order to achieve the above-described object, according to a first invention, there is provided a model generation device for generating a three-dimensional model of an article, wherein a plurality of articles respectively arranged in an arbitrary posture in a three-dimensional space are three-dimensionally arranged. A three-dimensional measuring instrument that measures and acquires measurement data, and measurement data of the plurality of articles measured by the three-dimensional measuring instrument, model measurement data obtained by measuring one article from a plurality of virtual measurement positions It is regarded as a set, and for each of the plurality of virtual measurement positions, the model measurement data extraction unit that extracts corresponding model measurement data, and the model measurement data extracted by the model measurement data extraction unit are integrated to integrate the article. And a model measurement data integration unit for generating the three-dimensional model.
According to a second aspect, in the first aspect, the model measurement data extraction unit includes a drawing unit that outputs the measurement data to a teaching screen, and a region of one article selected from a plurality of articles. An area setting unit that is set on the teaching screen from which measurement data is output, a temporary model generation unit that generates a temporary model based on the measurement data existing in the area set by the area setting unit, A detection unit that detects the position and orientation of the remaining articles of the plurality of articles using a temporary model, and the model measurement data extraction unit is based on the position and orientation of the remaining articles detected by the detection unit Model measurement data is extracted, and the model measurement data integration unit generates a three-dimensional model by integrating the model measurement data into the temporary model.
According to a third invention, in the second invention, the detection unit sequentially detects articles in a posture close to the initial posture of the temporary model, and the model measurement data extraction unit detects the detection result of the detection unit. The model measurement data is extracted in the order close to the initial posture of the temporary model, and the model measurement data integration unit sequentially integrates the model measurement data into the temporary model each time the model measurement data is extracted. To do.
According to a fourth invention, in the second or third invention, the model measurement data extraction unit includes a detection success / failure instruction unit for an operator to instruct success / failure of the detection result of the detection unit.
According to a fifth aspect, in any one of the second to fourth aspects, the model measurement data extraction unit is based on the measurement data existing in the vicinity of the position and orientation of the article detected by the detection unit. The model measurement data is extracted.
According to a sixth invention, in any one of the second to fifth inventions, the model measurement data extraction unit illegally extracts erroneous measurement data as model measurement data and illegally extracted illegal model measurement data. Even if the model measurement data is integrated with the temporary model, the model measurement data integration unit extracts and removes the incorrect model measurement data from the temporary model based on the consistency between the measurement data and the temporary model. An unauthorized model measurement data removal unit is provided.
According to a seventh invention, in any one of the second to sixth inventions, when the model measurement data integration unit integrates the model measurement data into the temporary model, the model measurement data and the temporary model If there is an overlap between the model measurement data, the model measurement data is integrated into the temporary model after removing the overlap from the model measurement data.
According to an eighth invention, in any one of the second to sixth inventions, when the model measurement data integration unit integrates the model measurement data into the temporary model, the model measurement data and the temporary model If there is an overlap between the model measurement data, the overlap of the temporary model is updated based on the overlap of the model measurement data.
According to a ninth aspect, in any one of the first to eighth aspects, the model measurement data integration unit calculates the virtual measurement position and the model measurement calculated from the position and orientation of the article detected by the detection unit. Optimization is performed using at least one of the data as a parameter to improve the accuracy of the model to be generated.
According to a tenth invention, in any one of the first to ninth inventions, after the three-dimensional measuring device three-dimensionally measures a plurality of articles arranged in a three-dimensional space, Change and repeat the new three-dimensional measurement of the plurality of articles one or more times, and the model measurement data extraction unit and the model measurement data integration unit perform a plurality of measurements obtained by a plurality of three-dimensional measurements. A three-dimensional model of the article is generated based on the data.
According to the eleventh aspect of the invention, any one of the first to tenth model generation devices, the three-dimensional model generated by the model generation device, and the measurement data acquired by the three-dimensional measuring device are associated with each other. And a position / orientation calculation unit that calculates the position / orientation of the article.
According to a twelfth aspect of the invention, a robot capable of handling the article, any one of the first to tenth model generation devices, a three-dimensional model generated by the model generation device, and the three-dimensional measuring device A position / orientation calculation unit that calculates the position / orientation of the article based on the association with the measured data, and the robot is configured to calculate the position / orientation of the article based on the position / orientation of the article calculated by the position / orientation calculation unit. There is provided a handling robot apparatus characterized by handling an article.

1番目の発明においては、CADデータが存在しない物品に対しても、物品の位置姿勢算出などに使用される3次元モデルを生成することができる。3次元計測機を用いて物品の3次元モデルを生成する際に、任意の姿勢でそれぞれ配置された複数の物品の計測データを、一つの物品を複数の仮想的な計測位置から計測したモデル計測データの集合とみなしている。このため、一回の計測により3次元モデルを生成することが可能になる。
2番目の発明においては、初めに一つの物品の計測データから仮モデルを教示し、その仮モデルを使用して残りの物品の位置姿勢を検出し、その検出結果を基にモデル計測データを抽出して仮モデルに統合している。このため、操作者の負担を大きくすることなく、3次元モデルを生成することが可能になる。
3番目の発明においては、仮モデルの初期姿勢に近い姿勢の物品から検出してモデル計測データを抽出して仮モデルに逐次的に統合している。つまり、精度よく安定して検出できる物品から順番に検出して仮モデルを拡張することができる。これにより、初期の仮モデルにはモデル計測データが全く存在しない物品の面に対しても、最終的にモデル計測データの抽出および統合が可能になる。
4番目の発明においては、仮モデルを用いた検出結果が正しいか否かを操作者が指示することにより、3次元モデルに誤ったモデル計測データが追加されるのを防ぐことができる。
5番目の発明においては、仮モデルを用いた検出結果を基に、モデル計測データを抽出する際に、既存のモデル計測データ近傍の点を新規のモデル計測データとして抽出している。従って、教示の手間なく、自動的にモデル計測データを抽出することができる。
6番目の発明においては、モデル計測データに誤った3次元点が含まれ、仮モデルに統合されてしまった場合であっても、仮モデルと計測データとの整合性を確認して、不正に統合されたモデル計測データを除去する。これにより、正しい3次元モデルを生成することができる。
7番目の発明においては、新たに抽出したモデル計測データを仮モデルに統合する際、モデル計測データと仮モデルの間に重複する3次元点が存在する場合には、その重複する3次元点を統合しないようにしている。このため、3次元モデルのデータが重くなることを防ぐとともに、情報に過不足のない3次元モデルを生成することが可能になる。
8番目の発明においては、新たに抽出したモデル計測データを仮モデルに統合する際、モデル計測データと仮モデルの間に重複する3次元点が存在する場合には、重複する3次元点から新たな3次元点を算出し、仮モデルを更新している。このため、3次元モデルのデータが重くなることを防ぐとともに、情報に過不足のない3次元モデルを生成することが可能になる。さらに、計測誤差を緩和した3次元モデルを生成することができる。
9番目の発明においては、モデル計測データの統合処理が完了した後に、仮想的な計測位置及びモデル計測データに属する各3次元点の位置の最適化処理を行うことで、より精度の高い3次元モデルを生成することが可能になる。
10番目の発明においては、一度に計測できる物品の個数が少ない場合でも、複数回3次元計測を行うと共に複数の計測データを用いることにより3次元モデルを生成している。これにより、様々な計測位置から物品を計測することで得られる3次元モデルを同様に生成することが可能になる。このような場合であっても、一つの物品を少しずつ姿勢変化させながら計測するよりも短時間で3次元モデルを生成することができる。
11番目の発明においては、CADデータの存在しない物品に対しても物品の位置姿勢を算出することができる。また、3次元計測機により物品を計測することにより3次元モデルを生成しているので、3次元モデル生成時の教示の手間を大幅に減らすことができる。さらに、CADデータを使用する位置姿勢算出装置と比較して、実際に計測を行う3次元計測機を使用して3次元モデルを作成するため、3次元モデルと位置姿勢算出時の計測データの間に齟齬が生じにくい。
12番目の発明においては、CADデータの存在しない物品に対しても、3次元空間上に配置された物品の位置姿勢を算出し、算出結果に基づいて物品を正確にハンドリングすることができる。また、物品の3次元計測を行うことで物品の3次元モデルを生成しているので、3次元モデル生成時の教示の手間を大幅に減らすことができる。
In the first invention, a three-dimensional model used for calculating the position and orientation of an article can be generated even for an article for which CAD data does not exist. When generating a three-dimensional model of an article using a three-dimensional measuring machine, model measurement is performed by measuring measurement data of a plurality of articles arranged in an arbitrary posture from a plurality of virtual measurement positions. It is considered as a collection of data. For this reason, a three-dimensional model can be generated by a single measurement.
In the second invention, the temporary model is first taught from the measurement data of one article, the position and orientation of the remaining article is detected using the temporary model, and the model measurement data is extracted based on the detection result. And integrated into a temporary model. For this reason, it becomes possible to generate a three-dimensional model without increasing the burden on the operator.
In the third aspect of the invention, model measurement data is extracted by detecting from an article in a posture close to the initial posture of the temporary model and sequentially integrated into the temporary model. That is, the temporary model can be expanded by detecting in order from articles that can be detected accurately and stably. As a result, the model measurement data can be finally extracted and integrated even on the surface of an article for which no model measurement data exists in the initial provisional model.
In the fourth invention, it is possible to prevent erroneous model measurement data from being added to the three-dimensional model by instructing whether or not the detection result using the temporary model is correct.
In the fifth invention, when model measurement data is extracted based on the detection result using the temporary model, points in the vicinity of the existing model measurement data are extracted as new model measurement data. Therefore, it is possible to automatically extract model measurement data without teaching.
In the sixth aspect of the invention, even if the model measurement data contains an incorrect three-dimensional point and is integrated into the temporary model, the consistency between the temporary model and the measurement data is confirmed Remove the integrated model measurement data. Thereby, a correct three-dimensional model can be generated.
In the seventh aspect, when the newly extracted model measurement data is integrated into the temporary model, if there is an overlapping 3D point between the model measurement data and the temporary model, the overlapping 3D point is Try not to integrate. For this reason, it is possible to prevent the data of the three-dimensional model from becoming heavy and to generate a three-dimensional model in which information is not excessive or insufficient.
In the eighth aspect of the invention, when newly extracted model measurement data is integrated into the temporary model, if there is an overlapping 3D point between the model measurement data and the temporary model, a new one is added from the overlapping 3D point. 3D points are calculated and the temporary model is updated. For this reason, it is possible to prevent the data of the three-dimensional model from becoming heavy and to generate a three-dimensional model in which information is not excessive or insufficient. Furthermore, a three-dimensional model with a reduced measurement error can be generated.
In the ninth aspect, after the integration processing of the model measurement data is completed, the optimization processing of the virtual measurement position and the position of each three-dimensional point belonging to the model measurement data is performed, so that the higher accuracy three-dimensional A model can be generated.
In the tenth invention, even when the number of articles that can be measured at a time is small, a three-dimensional model is generated by performing a three-dimensional measurement a plurality of times and using a plurality of measurement data. Thereby, it becomes possible to similarly generate a three-dimensional model obtained by measuring an article from various measurement positions. Even in such a case, it is possible to generate a three-dimensional model in a shorter time than measurement while changing the posture of one article little by little.
In the eleventh aspect, the position and orientation of an article can be calculated even for an article for which CAD data does not exist. Further, since the three-dimensional model is generated by measuring the article with the three-dimensional measuring machine, it is possible to greatly reduce the labor of teaching at the time of generating the three-dimensional model. Furthermore, since a three-dimensional model is created using a three-dimensional measuring machine that actually measures compared to a position / orientation calculation device that uses CAD data, the three-dimensional model and the measurement data at the time of position / orientation calculation are used. It is hard to produce wrinkles.
In the twelfth aspect, the position and orientation of an article arranged in a three-dimensional space can be calculated even for an article for which CAD data does not exist, and the article can be handled accurately based on the calculation result. Further, since the three-dimensional model of the article is generated by performing the three-dimensional measurement of the article, it is possible to greatly reduce the teaching effort when generating the three-dimensional model.

添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。   These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of exemplary embodiments of the present invention illustrated in the accompanying drawings.

本発明に基づくハンドリングロボット装置の概略図である。It is the schematic of the handling robot apparatus based on this invention. 本発明に基づくモデル生成装置を含む3次元認識装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the three-dimensional recognition apparatus containing the model production | generation apparatus based on this invention. 計測データを説明するための図である。It is a figure for demonstrating measurement data. 仮想的な計測位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a virtual measurement position. ハンドリングロボット装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a handling robot apparatus. 仮モデルを説明するための第一の図である。It is a 1st figure for demonstrating a temporary model. 仮モデルを説明するための第二の図である。It is a 2nd figure for demonstrating a temporary model. 仮モデルを説明するための第三の図である。It is a 3rd figure for demonstrating a temporary model. 仮モデルを説明するための第四の図である。It is a 4th figure for demonstrating a temporary model. 誤ったモデル計測データを除去することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating removing incorrect model measurement data.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図1は本発明に基づくハンドリングロボット装置の概略図である。図1に示されるように、ハンドリングロボット装置A00はロボットA01と、ロボットA01を制御するロボット制御装置A02と、ロボットA01のアーム先端に取付けられたハンドA03と、3次元計測機A04と、3次元認識装置A05とを主に含んでいる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. In order to facilitate understanding, the scales of these drawings are appropriately changed.
FIG. 1 is a schematic view of a handling robot apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, a handling robot apparatus A00 includes a robot A01, a robot control apparatus A02 that controls the robot A01, a hand A03 attached to the arm tip of the robot A01, a three-dimensional measuring machine A04, and a three-dimensional Recognizing device A05 is mainly included.

図1に示されるように3次元計測機A04は架台A07の先端に固定されている。そして、3次元計測機A04の計測範囲内には複数の同種または同形状の物品A06がバラ積みされている。あるいは、複数の物品A06は3次元空間上に任意の姿勢でそれぞれ配置されていてもよい。3次元計測機A04は、バラ積みされた物品A06の表面を計測して、複数の3次元点の位置情報を計測データとして取得する。   As shown in FIG. 1, the three-dimensional measuring machine A04 is fixed to the tip of the gantry A07. A plurality of articles A06 having the same or the same shape are stacked in the measurement range of the three-dimensional measuring machine A04. Alternatively, the plurality of articles A06 may be arranged in any posture in the three-dimensional space. The three-dimensional measuring machine A04 measures the surface of the article A06 stacked in bulk, and acquires position information of a plurality of three-dimensional points as measurement data.

また、ハンドA03は複数の物品A06から一つの物品を把持および解放するものであり、ロボット制御装置A02により制御される。なお、3次元計測機A04は、ロボットA01の先端部に取付けられていてもよい。   The hand A03 grips and releases one article from the plurality of articles A06, and is controlled by the robot controller A02. Note that the three-dimensional measuring machine A04 may be attached to the tip of the robot A01.

3次元計測機A04は、非接触で物品A06を計測する種々の方式を利用できる。そのような方式は、例えば、二つのカメラによるステレオ方式、レーザスリット光を走査する方式、レーザスポット光を走査する方式、プロジェクタ等の装置を用いてパターン光を物品に投影する方式、光が投光器から出射されてから物品表面で反射し受光器に入射するまでの飛行時間を利用する方式などが挙げられる。   The three-dimensional measuring machine A04 can use various methods for measuring the article A06 without contact. Such a method includes, for example, a stereo method using two cameras, a method of scanning laser slit light, a method of scanning laser spot light, a method of projecting pattern light onto an article using an apparatus such as a projector, and a light projector For example, there is a system that uses the time of flight from the time when the light is emitted to the time when the light is reflected on the surface of the article and enters the light receiver.

図1から分かるように、3次元計測機A04および3次元認識装置A05は通信ケーブル等の通信部によって互いに通信可能に接続されている。同様に、3次元認識装置A05およびロボット制御装置A02は通信ケーブル等の通信部によって互いに通信可能に接続されている。なお、ロボット制御装置A02が3次元認識装置A05としての機能を有するようにして、ロボット制御装置A02が後述する3次元モデルB40の生成や物品の位置姿勢B50の算出を行うようにしてもよい。   As can be seen from FIG. 1, the three-dimensional measuring machine A04 and the three-dimensional recognition device A05 are connected to each other by a communication unit such as a communication cable. Similarly, the three-dimensional recognition device A05 and the robot control device A02 are communicably connected to each other by a communication unit such as a communication cable. Note that the robot control device A02 may function as the three-dimensional recognition device A05, and the robot control device A02 may generate a three-dimensional model B40, which will be described later, or calculate an article position and orientation B50.

図2は本発明に基づくモデル生成装置を含む3次元認識装置の機能ブロック図である。厳密には、図2において破線で示される部分B00が本発明のモデル生成装置に相当する。図2に示されるモデル生成部B10は、3次元計測機A04により計測された複数の物品の計測データを、一つの物品を複数の仮想的な計測位置から計測したモデル計測データの集合とみなし、複数の仮想的な計測位置のそれぞれについて、対応するモデル計測データを抽出するモデル計測データ抽出部B11と、モデル計測データ抽出部B11により抽出したモデル計測データを統合することにより物品の3次元モデルを生成するモデル計測データ統合部B12とを含んでいる。   FIG. 2 is a functional block diagram of a three-dimensional recognition apparatus including a model generation apparatus according to the present invention. Strictly speaking, a portion B00 indicated by a broken line in FIG. 2 corresponds to the model generation device of the present invention. The model generation unit B10 shown in FIG. 2 regards the measurement data of a plurality of articles measured by the three-dimensional measuring machine A04 as a set of model measurement data obtained by measuring one article from a plurality of virtual measurement positions. For each of a plurality of virtual measurement positions, a model measurement data extraction unit B11 that extracts corresponding model measurement data and the model measurement data extracted by the model measurement data extraction unit B11 are integrated to obtain a three-dimensional model of the article. And a model measurement data integration unit B12 to be generated.

さらに、図2に示されるように、モデル計測データ抽出部B11は、計測データを教示画面C17に出力する描画部C11と、複数の物品から選択された一つの物品の領域を、計測データが出力された教示画面上で設定する領域設定部C12と、領域設定部C12によって設定された領域内に存在する計測データを基に、仮モデルを生成する仮モデル生成部C13と、仮モデルを用いて複数の物品の残りの物品の位置姿勢を検出する検出部C14とを含んでいる。また、モデル計測データ抽出部B11は、検出部C14の検出結果の成否を操作者が指示するための検出成否指示部C15を備えている。   Further, as shown in FIG. 2, the model measurement data extraction unit B11 outputs the measurement data to the drawing unit C11 that outputs the measurement data to the teaching screen C17, and the region of one article selected from a plurality of articles. Using a temporary model generation unit C13 for generating a temporary model based on the area setting unit C12 set on the taught screen, the measurement data existing in the area set by the region setting unit C12, and the temporary model And a detection unit C14 that detects the position and orientation of the remaining articles of the plurality of articles. The model measurement data extraction unit B11 includes a detection success / failure instruction unit C15 for the operator to instruct the success / failure of the detection result of the detection unit C14.

さらに、モデル計測データ統合部B12は、モデル計測データ抽出部B11が誤った計測データをモデル計測データとして不正に抽出すると共に不正に抽出された不正モデル計測データを仮モデルに統合した場合であっても、モデル計測データ統合部B12が、計測データと仮モデルとの整合性を基に、仮モデルから不正モデル計測データを抽出して除去する不正モデル計測データ除去部C16を含んでいる。   Further, the model measurement data integration unit B12 is a case where the model measurement data extraction unit B11 illegally extracts erroneous measurement data as model measurement data and integrates the illegal model measurement data extracted illegally into the temporary model. In addition, the model measurement data integration unit B12 includes an unauthorized model measurement data removal unit C16 that extracts and removes unauthorized model measurement data from the temporary model based on the consistency between the measurement data and the temporary model.

図2から分かるように、3次元計測機A04により複数の物品A06の計測データB30が取得される。ここで、図3は計測データを説明するための図である。図3には、複数の物品A06a〜A06hが示されている。図3に示される例においては、これら物品A06a〜A06hは軸部と、軸部の一端に取付けられた楕円形のフランジ部と、フランジ部の周面近傍に取付けられていてフランジ部から軸部とは反対方向に延びる突起部とを含んでいる。   As can be seen from FIG. 2, measurement data B30 of a plurality of articles A06 is acquired by the three-dimensional measuring machine A04. Here, FIG. 3 is a diagram for explaining the measurement data. FIG. 3 shows a plurality of articles A06a to A06h. In the example shown in FIG. 3, these articles A06a to A06h include a shaft portion, an elliptical flange portion attached to one end of the shaft portion, and a portion near the peripheral surface of the flange portion. And a projecting portion extending in the opposite direction.

理解を容易にする目的で、図3における物品A06a〜A06hは、それらの軸部が概ね同一方向を向くと共に、フランジ部が軸部回りの異なる回転位置にあるように配置されている。当然のことながら、実際にはこれら複数の物品A06a〜A06hはバラ積みされていて、互いに異なる位置姿勢を有していてもよい。また、物品A06が他の形状であってもよい。   For the purpose of facilitating understanding, the articles A06a to A06h in FIG. 3 are arranged such that their shaft portions are oriented in substantially the same direction and the flange portions are at different rotational positions around the shaft portion. As a matter of course, the plurality of articles A06a to A06h are actually stacked and may have different positions and postures. Further, the article A06 may have another shape.

そして、それぞれの物品A06のそれぞれの表面には複数の黒丸が示されている。図3に示される黒丸のそれぞれは、3次元計測機A04により計測された物品A06の表面における3次元点の位置情報を意味する計測データB30である。図2に示されるモデル生成部B10は、後述するように計測データB30を用いて物品の3次元モデルB40を生成する。   A plurality of black circles are shown on each surface of each article A06. Each of the black circles shown in FIG. 3 is measurement data B30 that means position information of a three-dimensional point on the surface of the article A06 measured by the three-dimensional measuring machine A04. The model generation unit B10 shown in FIG. 2 generates a three-dimensional model B40 of the article using the measurement data B30 as will be described later.

図3から分かるように、一つの物品、例えば物品A06aの上方を向いている面に対して計測データB30が取得される。別の姿勢の物品、例えば物品A06bでも上方を向いている面に対して、計測データB30が取得されるが、それには物品A06aでは死角となっている面の情報が含まれている。従って、複数の物品A06a〜A06hを同時に計測することで取得される計測データB30には、一つの物品を様々な仮想的な計測位置から計測することで得られる情報が含まれているとみなすことができる。   As can be seen from FIG. 3, the measurement data B30 is obtained for a surface facing upward of one article, for example, the article A06a. The measurement data B30 is acquired for an article in another posture, for example, the article A06b that faces upward, which includes information on the face that is a blind spot in the article A06a. Therefore, the measurement data B30 acquired by measuring a plurality of articles A06a to A06h at the same time is regarded as including information obtained by measuring one article from various virtual measurement positions. Can do.

ここで、仮想的な計測位置について、図4を用いてもう少し詳しく説明する。図4においては仮想的な計測位置C06a〜C06hが示されている。これら仮想的な計測位置C06a〜C06hは、図3に示される物品A06a〜A06hと計測位置の相対的な位置関係に基づいて、基準となる座標系を一つの物品A06上に設けたときに算出される仮想的な計測位置のそれぞれに対応する。
本発明においては、図3に示される物品A06a〜A06hの計測データB30は、一つの物品A06を図4に示される複数の仮想的な計測位置C06a〜C06hから計測したときに得られる計測データ(以後、モデル計測データB13とする)の集合とみなしている。
Here, the virtual measurement position will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 4, virtual measurement positions C06a to C06h are shown. These virtual measurement positions C06a to C06h are calculated when a reference coordinate system is provided on one article A06 based on the relative positional relationship between the articles A06a to A06h and the measurement positions shown in FIG. It corresponds to each of the virtual measurement positions to be performed.
In the present invention, the measurement data B30 of the articles A06a to A06h shown in FIG. 3 is obtained by measuring one article A06 from a plurality of virtual measurement positions C06a to C06h shown in FIG. Hereinafter, it is regarded as a set of model measurement data B13).

再び図2を参照すると、モデル計測データ抽出部B11は、計測データB30から、一つの仮想的な計測位置C06から計測されたモデル計測データB13を後述するように抽出する。さらに、モデル計測データ統合部B12がモデル計測データB13を複数の仮想的な計測位置に基づいて統合することにより、物品の3次元モデルB40が生成される。   Referring to FIG. 2 again, the model measurement data extraction unit B11 extracts the model measurement data B13 measured from one virtual measurement position C06 from the measurement data B30 as described later. Further, the model measurement data integration unit B12 integrates the model measurement data B13 based on a plurality of virtual measurement positions, thereby generating a three-dimensional model B40 of the article.

図5はハンドリングロボット装置の動作を示すフローチャートである。以下、図5を参照して、図1に示されるハンドリングロボット装置A00で実行される処理を説明する。ハンドリングロボット装置A00の立ち上げ時には、図5の左方に示されるように、3次元計測機A04を用いて3次元モデルB40の生成を行う。   FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the handling robot apparatus. Hereinafter, with reference to FIG. 5, processing executed by the handling robot apparatus A00 shown in FIG. 1 will be described. When the handling robot apparatus A00 is started up, a three-dimensional model B40 is generated using the three-dimensional measuring machine A04 as shown on the left side of FIG.

図5のステップS101においては、3次元計測機A04の計測範囲に、複数の物品A06を前述したようにバラ積みする。このとき、複数の物品A06が様々な姿勢になるようにするのが好ましい。このような場合には、一つの物品A06を様々な計測位置から計測するのと同様であると判断できるので、信頼性の高い3次元モデルの生成が可能になる。複数の物品A06をバラ積みした後で、ステップS102に進む。   In step S101 in FIG. 5, a plurality of articles A06 are stacked in the measurement range of the three-dimensional measuring machine A04 as described above. At this time, it is preferable that the plurality of articles A06 have various postures. In such a case, since it can be determined that the measurement is the same as measuring one article A06 from various measurement positions, a highly reliable three-dimensional model can be generated. After the plurality of articles A06 are stacked, the process proceeds to step S102.

ステップS102においては、バラ積みされた複数の物品A06の表面を3次元計測機A04により計測する。3次元計測機A04により取得された計測データB30(図3を参照されたい)は3次元認識装置A05内に保持される。計測データB30の取得が完了すると、ステップS103に進む。   In step S102, the surfaces of the plurality of articles A06 stacked in bulk are measured by the three-dimensional measuring machine A04. Measurement data B30 (see FIG. 3) acquired by the three-dimensional measuring machine A04 is held in the three-dimensional recognition apparatus A05. If acquisition of measurement data B30 is completed, it will progress to Step S103.

ステップS103においては、描画部C11が、計測データB30を教示画面C17に出力する。この場合、図3に示されるように、3次元計測機A04または他の撮像部により撮像された複数の物品A06a〜A06hの画像に、計測データB30を重ねて表示するのが好ましい。   In step S103, the drawing unit C11 outputs the measurement data B30 to the teaching screen C17. In this case, as shown in FIG. 3, it is preferable to display the measurement data B30 in an overlapping manner on the images of the plurality of articles A06a to A06h imaged by the three-dimensional measuring machine A04 or another imaging unit.

そして、操作者は、領域設定部C12を用いて複数のA06a〜A06hから一つの物品を囲む領域を設定する。図3には、領域設定部C12により設定された物品A06aを囲む領域が示されている。   Then, the operator sets a region surrounding one article from the plurality of A06a to A06h using the region setting unit C12. FIG. 3 shows a region surrounding the article A06a set by the region setting unit C12.

そして、仮モデル生成部C13は、設定された物品A06aの領域内の計測データB30に基づいて仮モデルD01を生成する。図6Aにおいては、物品A06aに対応した仮想的な計測位置C06aから計測されたモデル計測データB13にて仮モデルD01を生成したものとする。なお、図6A〜図6Dに示される黒丸はモデル計測データB13であり、図6A〜図6Dのそれぞれにおける黒丸の集合が仮モデルD01である。   Then, the temporary model generation unit C13 generates a temporary model D01 based on the measurement data B30 in the set area of the article A06a. In FIG. 6A, it is assumed that the temporary model D01 is generated from the model measurement data B13 measured from the virtual measurement position C06a corresponding to the article A06a. The black circles shown in FIGS. 6A to 6D are the model measurement data B13, and the set of black circles in FIGS. 6A to 6D is the temporary model D01.

ここで、仮モデルD01を教示する方法は問わない。例えば、カメラ画像上に3次元点を投影した点をプロットし、領域指定やマスク教示などで有効な3次元点を教示してもよい。仮モデルD01の教示が完了すると、ステップS104に進む。   Here, the method for teaching the temporary model D01 is not limited. For example, a point obtained by projecting a three-dimensional point on a camera image may be plotted, and an effective three-dimensional point may be taught by area designation or mask teaching. When the teaching of the temporary model D01 is completed, the process proceeds to step S104.

ステップS104においては、検出部C14は、仮モデルD01と、ステップS103で使用されなかった計測データB30とを照合して、残りの物品A06、特に残りの物品の位置姿勢を検出する。例えば図6Bに示されるように、検出部C14は仮想的な計測位置C06aに近い仮想的な計測位置、例えば計測位置C06b、C06hに対応する物品の位置姿勢を順に検出する。   In step S104, the detection unit C14 collates the temporary model D01 with the measurement data B30 that has not been used in step S103, and detects the position and orientation of the remaining article A06, particularly the remaining article. For example, as illustrated in FIG. 6B, the detection unit C14 sequentially detects a virtual measurement position close to the virtual measurement position C06a, for example, the position and orientation of the article corresponding to the measurement positions C06b and C06h.

そして、ステップS105において検出部C14が検出に成功した場合にはステップS106に進む。ステップS106においては、検出結果を基に、検出結果に対応する仮想的な計測位置C06から計測されたモデル計測データB13を抽出する。具体的には、まず、その時点における仮モデルD01を、検出によって算出される物品の位置姿勢に基づいて座標変換する。   If the detection unit C14 succeeds in detection in step S105, the process proceeds to step S106. In step S106, model measurement data B13 measured from a virtual measurement position C06 corresponding to the detection result is extracted based on the detection result. Specifically, first, the temporary model D01 at that time is subjected to coordinate conversion based on the position and orientation of the article calculated by detection.

座標変換された仮モデルD01のいずれかの3次元点に近い計測データB30内の3次元点が存在した場合、その3次元点を新たなモデル計測データB13として抽出する。具体的には、仮モデルD01内のそれぞれの3次元点と計測データB30内のそれぞれの3次元点との間の距離を算出する。そして、算出された距離が所定の閾値より小さい場合には、その計測データB30内の3次元点をモデル計測データとして抽出する。   If there is a three-dimensional point in the measurement data B30 that is close to any three-dimensional point of the coordinate-converted temporary model D01, the three-dimensional point is extracted as new model measurement data B13. Specifically, the distance between each three-dimensional point in the temporary model D01 and each three-dimensional point in the measurement data B30 is calculated. If the calculated distance is smaller than the predetermined threshold, a three-dimensional point in the measurement data B30 is extracted as model measurement data.

ところで、ステップS104における検出に誤検出があり、その誤検出結果を用いて3次元モデルを生成した場合には、最終的な3次元モデルが誤って生成されることになる。このため、操作者は検出結果が正しいことを確認し、正しくない結果については、検出成否指示部C15によって使用しないようにする。そして、正しいことが保証された検出結果のみを用いて、ステップS106、S107の処理を行うのが好ましい。これにより、誤った検出結果を排除できるので、3次元モデルに誤ったモデル計測データB13が追加されるのを防ぐことができる。なお、モデル計測データB13の抽出が完了したら、ステップS107に進む。   By the way, when there is an erroneous detection in the detection in step S104 and a 3D model is generated using the erroneous detection result, a final 3D model is erroneously generated. Therefore, the operator confirms that the detection result is correct and does not use the incorrect result by the detection success / failure instruction unit C15. Then, it is preferable to perform the processes of steps S106 and S107 using only the detection result guaranteed to be correct. Thereby, since an erroneous detection result can be excluded, it is possible to prevent the erroneous model measurement data B13 from being added to the three-dimensional model. If the extraction of the model measurement data B13 is completed, the process proceeds to step S107.

ステップS107においては、抽出されたモデル計測データB13を仮モデルD01に統合する。この点に関し、新たに抽出されたモデル計測データB13と仮モデルD01には重複部がする。このため、新たに抽出されたモデル計測データB13全てを毎回統合してしまうと、最終的な3次元モデルのデータが冗長で非常に重くなってしまう。   In step S107, the extracted model measurement data B13 is integrated into the temporary model D01. In this regard, the newly extracted model measurement data B13 and temporary model D01 have overlapping portions. For this reason, if all newly extracted model measurement data B13 is integrated every time, the data of the final three-dimensional model becomes redundant and very heavy.

このため、3次元モデルを生成する際には、情報の過不足がないように統合するのが望ましい。このようなことを達成するために、以下の二つの方法がある。   For this reason, when generating a three-dimensional model, it is desirable to integrate so that there is no excess or deficiency of information. In order to achieve this, there are the following two methods.

第一の方法においては、新たに抽出されたモデル計測データB13の3次元点近傍に、既に仮モデルD01の3次元点が存在する場合、新たに抽出されたモデル計測データB13からその3次元点を除去して仮モデルに統合しないようにする。   In the first method, when the 3D point of the temporary model D01 already exists in the vicinity of the 3D point of the newly extracted model measurement data B13, the 3D point is extracted from the newly extracted model measurement data B13. So that it is not integrated into the temporary model.

第二の方法においては、新たに抽出されたモデル計測データB13の3次元点近傍に既に仮モデルD01の3次元点が存在する場合、新たに抽出されたモデル計測データB13の3次元点および仮モデルD01の3次元点から新たな3次元点を一つ算出する。例えば、新たな3次元点は、新たに抽出されたモデル計測データB13の3次元点および仮モデルD01の3次元点の重心であっても良い。この場合には、計測誤差を緩和したモデルを生成することが可能になる。   In the second method, when the 3D point of the temporary model D01 already exists in the vicinity of the 3D point of the newly extracted model measurement data B13, the 3D point of the newly extracted model measurement data B13 and the temporary point One new three-dimensional point is calculated from the three-dimensional point of the model D01. For example, the new three-dimensional point may be the center of gravity of the three-dimensional point of the newly extracted model measurement data B13 and the three-dimensional point of the temporary model D01. In this case, it is possible to generate a model with reduced measurement errors.

図7は誤ったモデル計測データを除去することを説明するための図である。図7においては一つの物品に対して三つの3次元点B30a〜B30cが計測データB30として取得されている。そして、一般的な三角パッチ生成手法により三つの3次元点B30a〜B30cが三角パッチをなす場合には、3次元計測機A04と3次元点B30a〜B30cの4点から形成される四角錐内には、物体が何も存在しないことが期待できる。このため、モデル計測データB13aがその四角錐内に存在する場合、そのモデル計測データB13aは不正なモデル計測データB13であるとして不正モデル計測データ除去部C16により除去することができる。   FIG. 7 is a diagram for explaining the removal of erroneous model measurement data. In FIG. 7, three three-dimensional points B30a to B30c are acquired as measurement data B30 for one article. When three three-dimensional points B30a to B30c form a triangular patch by a general triangular patch generation method, the three-dimensional measuring machine A04 and the three-dimensional points B30a to B30c are formed in a quadrangular pyramid. Can expect nothing to exist. For this reason, when the model measurement data B13a exists in the quadrangular pyramid, the model measurement data B13a can be removed by the unauthorized model measurement data removal unit C16 as the unauthorized model measurement data B13.

従って、誤った3次元点がモデル計測データB13として抽出されてしまった場合でも、計測データB30との整合性を確認することで、誤ったモデル計測データB13を除去することが可能である。このため、本発明では、正しい3次元モデルを生成することができる。   Therefore, even when an incorrect three-dimensional point is extracted as the model measurement data B13, it is possible to remove the incorrect model measurement data B13 by confirming the consistency with the measurement data B30. For this reason, in the present invention, a correct three-dimensional model can be generated.

なお、予めモデル計測データが存在しない領域をカメラ画像やボクセル表示された教示画面上で教示する方法も有効である。モデル計測データの統合が完了したら、ステップS104に戻る。そして、更新された仮モデルD01を使用してステップS104〜S107の処理を繰返す。   It is also effective to teach a region in which model measurement data does not exist in advance on a teaching image displayed on a camera image or voxel. When the integration of the model measurement data is completed, the process returns to step S104. And the process of step S104-S107 is repeated using the updated temporary model D01.

ここで、図6Aに示される仮モデルD01を初期登録した仮想的な計測位置C06aから遠い計測位置、例えば図4に示される仮想的な計測位置C06eから計測されるモデル計測データを、初期の仮モデルD01を用いて検出することは不可能であるか、またはその検出精度が低い。   Here, measurement data far from the virtual measurement position C06a where the temporary model D01 shown in FIG. 6A is initially registered, for example, model measurement data measured from the virtual measurement position C06e shown in FIG. It is impossible to detect using the model D01 or its detection accuracy is low.

このため、図6Bに示されるように、仮想的な計測位置C06aに近い仮想的な計測位置、例えば計測位置C06b、C06hから計測される物品を順に検出する。このような操作を繰返すことにより、図6Bから図6Cより分かるように、仮モデルD01は次第に拡張される。そして、図6Dに示すように、最終的には仮想的な計測位置C06eから計測した物品を検出し、そのモデル計測データをステップS107で統合する。これにより、全ての仮想的な計測位置C06a〜C06hのモデル計測データB13が反映された仮モデルD01を作成することができる。   For this reason, as shown in FIG. 6B, articles measured from virtual measurement positions close to the virtual measurement position C06a, for example, measurement positions C06b and C06h are sequentially detected. By repeating such an operation, the temporary model D01 is gradually expanded as can be seen from FIGS. 6B to 6C. And finally, as shown to FIG. 6D, the articles | goods measured from the virtual measurement position C06e are detected, and the model measurement data are integrated in step S107. Thereby, the temporary model D01 reflecting the model measurement data B13 of all the virtual measurement positions C06a to C06h can be created.

言い換えれば、本発明においては、精度よく安定して検出できる物品から順番に検出して仮モデルD01を拡張している。これにより、初期の仮モデルにはモデル計測データB13が全く存在しない物品の面に対しても、最終的にモデル計測データB13の抽出および統合が可能になる。   In other words, in the present invention, the provisional model D01 is expanded by detecting in order from articles that can be detected accurately and stably. As a result, the model measurement data B13 can be finally extracted and integrated even on the surface of the article in which the model measurement data B13 does not exist in the initial temporary model.

そして、ステップS105において検出に失敗した場合には、残りの物品A06は存在しないので、ステップS108に進む。ステップS108においては、統合が終わった仮モデルD01の最適化を行い、3次元モデルB40を生成する。   If the detection fails in step S105, the remaining article A06 does not exist, and the process proceeds to step S108. In step S108, the provisional model D01 after integration is optimized to generate a three-dimensional model B40.

これまで説明した処理において、3次元モデルの生成に使用している推定パラメータは仮想的な計測位置C06(姿勢情報も含む)および仮モデルD01に属する各3次元点の位置である。ステップS108においては、これら全てのパラメータを推定対象とし、マッチング誤差の合計(最小二乗誤差)が最小となる解を求めることで、より高精度な3次元モデルを生成することが可能になる。   In the processing described so far, the estimation parameters used for generating the three-dimensional model are the virtual measurement position C06 (including posture information) and the position of each three-dimensional point belonging to the temporary model D01. In step S108, it is possible to generate a highly accurate three-dimensional model by using all these parameters as estimation targets and obtaining a solution that minimizes the total matching error (least square error).

例えば、一般的にバンドルアジャストメントとして知られる最適化手法を適用することができる。バンドルアジャストメントでは非線形最適化を数値解析によって行うが、その際の初期値は、事前の検出で把握している仮想的な計測位置C06および仮モデルD01に属する3次元点を用いれば良い。このように、モデル計測データB13の仮モデルD01への統合処理が完了した後に、仮想的な計測位置及び仮モデルD01属する各3次元点の位置の最適化処理を行うことで、より精度の高い3次元モデルB40を生成することが可能になる。   For example, an optimization method generally known as bundle adjustment can be applied. In bundle adjustment, nonlinear optimization is performed by numerical analysis, and the initial value at that time may be a virtual measurement position C06 grasped by prior detection and a three-dimensional point belonging to the provisional model D01. As described above, after the integration process of the model measurement data B13 into the temporary model D01 is completed, the process of optimizing the virtual measurement position and the position of each three-dimensional point belonging to the temporary model D01 is performed with higher accuracy. It becomes possible to generate the three-dimensional model B40.

このようにして、本発明においては、CADデータが存在しない物品A06に対しても、物品の位置姿勢算出などに使用される3次元モデルを生成することができる。本発明において3次元計測機A04を用いて物品A06の3次元モデルを生成する際に、任意の姿勢でそれぞれ配置された複数の物品の計測データを、一つの物品を複数の仮想的な計測位置から計測したモデル計測データの集合とみなしている。このため、本発明においては、3次元計測機A04を用いた一回の計測により3次元モデルを生成することが可能になる。   In this way, in the present invention, a three-dimensional model used for calculating the position and orientation of an article can be generated even for the article A06 for which CAD data does not exist. In the present invention, when a three-dimensional model of the article A06 is generated using the three-dimensional measuring machine A04, measurement data of a plurality of articles arranged in an arbitrary posture is used, and one article is converted into a plurality of virtual measurement positions. It is regarded as a set of model measurement data measured from For this reason, in the present invention, a three-dimensional model can be generated by a single measurement using the three-dimensional measuring machine A04.

しかしながら、別の実施形態においては、3次元計測を複数回行うようにしてもよい。3次元計測を再度行う場合には、ステップS105で検出に失敗した後に、ステップS108に進むことなしに、ステップS101に戻り、物品の再配置を行い、その後の処理を繰返せばよい。   However, in another embodiment, the three-dimensional measurement may be performed a plurality of times. When performing the three-dimensional measurement again, after failing the detection in step S105, the process returns to step S101 without proceeding to step S108, the article is rearranged, and the subsequent processing is repeated.

例えば、3次元計測機A04の計測範囲に少数、例えば二つの物品A06のみしか配置できない場合には、様々な仮想的な計測位置から計測したのと同様な3次元モデルを一度の3次元計測で生成することは困難である。しかしながら、二つの物品を再配置した上で計測を行うことを複数回繰返した場合には、様々な計測位置から計測することで取得できる3次元モデルを同様に生成することが可能になる。このような場合であっても、一つの物品を少しずつ姿勢変化させながら計測するよりも短時間で3次元モデルを生成することができる。   For example, when only a small number, for example, only two articles A06 can be arranged in the measurement range of the three-dimensional measuring machine A04, a three-dimensional model similar to that measured from various virtual measurement positions can be obtained by one-time three-dimensional measurement. It is difficult to generate. However, when the measurement is repeated a plurality of times after the two articles are rearranged, a three-dimensional model that can be acquired by measuring from various measurement positions can be similarly generated. Even in such a case, it is possible to generate a three-dimensional model in a shorter time than measurement while changing the posture of one article little by little.

ここで、3次元モデルが未知である物品が複数計測されている計測データから、計算によりモデル計測データB13を抽出するのは困難である。また、操作者が、全てのモデル計測データの抽出を教示する場合には、操作者の負担が大きすぎる。このため、本発明では、前述したように、仮モデルD01を教示し、その仮モデルD01を使用して残りの物品の位置姿勢を検出し、その検出結果を基にモデル計測データB13を抽出して仮モデルD01に統合している。このため、操作者の負担を大きくすることなく、3次元モデルを生成することが可能である。   Here, it is difficult to extract model measurement data B13 by calculation from measurement data in which a plurality of articles whose three-dimensional models are unknown are measured. Further, when the operator teaches extraction of all model measurement data, the burden on the operator is too great. Therefore, in the present invention, as described above, the temporary model D01 is taught, the position and orientation of the remaining articles are detected using the temporary model D01, and the model measurement data B13 is extracted based on the detection result. Are integrated into the temporary model D01. For this reason, it is possible to generate a three-dimensional model without increasing the burden on the operator.

ところで、図5の右方に示される物品の搬送処理は、例えば図示しない操作スイッチを操作して物品A06のハンドリング開始指令が入力されることにより、開始される。図5のステップS201においては、3次元空間上に配置された複数の物品A06の3次元計測を行う。この処理は、ステップS102の処理と実質的に同様である。   Incidentally, the article transport process shown on the right side of FIG. 5 is started by, for example, operating an operation switch (not shown) and inputting a handling start command for the article A06. In step S201 in FIG. 5, three-dimensional measurement of a plurality of articles A06 arranged in a three-dimensional space is performed. This process is substantially the same as the process of step S102.

次いで、ステップS202に進んで、3次元空間上に配置された複数の物品A06から一つの物品A06の検出を行う。この処理は、ステップS104の処理と実質的に同様である。一つの物品A06の検出が終了したら、ステップS203に進む。   Next, the process proceeds to step S202, and one article A06 is detected from the plurality of articles A06 arranged in the three-dimensional space. This process is substantially the same as the process of step S104. When the detection of one article A06 is completed, the process proceeds to step S203.

そして、物品位置姿勢算出部B20は、モデル生成部B10によって予め生成された3次元モデルB40と、前述したように別途計測された物品A06の計測データB30との照合を行い、物品A06の位置姿勢B50を算出する。   Then, the article position / orientation calculation unit B20 collates the three-dimensional model B40 generated in advance by the model generation unit B10 with the measurement data B30 of the article A06 separately measured as described above, and the position / orientation of the article A06. B50 is calculated.

3次元モデルと計測データとを照合して、物品A06の位置姿勢を算出する方法は、どのような方法であってもよい。例えば、3次元モデルのモデル点からPPF(Point Pair Feature)特徴量やSHOT(Sigunature of Histogram of Orientation)特徴量のような3次元特徴を計算する。計測データについても同様に3次元特徴を計算する。そして、計測データから同じ特徴量を持つ3次元点を探索し、そこから位置姿勢を算出してもよい。   Any method may be used for calculating the position and orientation of the article A06 by collating the three-dimensional model with the measurement data. For example, three-dimensional features such as PPF (Point Pair Feature) features and SHOT (Signature of Histogram of Orientation) feature values are calculated from model points of the three-dimensional model. Similarly, three-dimensional features are calculated for the measurement data. Then, a three-dimensional point having the same feature amount may be searched from the measurement data, and the position and orientation may be calculated therefrom.

あるいは、予め決められた探索位置範囲や探索姿勢範囲内で3次元モデルを構成する3次元点を座標変換し、計測データの3次元点との差分を求める。そして、差分が所定値以下の3次元点があれば、そのような3次元モデルの3次元点は一致したとカウントする。そして、この処理を3次元モデル内で計測できていることが期待できる3次元点で行い、一致数が所定数以上となると、そのときの位置姿勢を算出結果として出力してもよい。   Alternatively, coordinate conversion is performed on a three-dimensional point constituting the three-dimensional model within a predetermined search position range or search posture range, and a difference from the three-dimensional point of the measurement data is obtained. If there is a three-dimensional point having a difference equal to or less than a predetermined value, it is counted that the three-dimensional points of such a three-dimensional model coincide. Then, this process may be performed on a three-dimensional point that can be expected to be measured in the three-dimensional model, and when the number of matches reaches a predetermined number or more, the position and orientation at that time may be output as a calculation result.

本発明では、CADデータを使用する位置姿勢算出装置と比較して、実際に計測を行う3次元計測機A04を使用して3次元モデルを作成している。このため、3次元モデルと位置姿勢算出時の計測データの間に齟齬が生じにくいという利点がある。   In the present invention, a three-dimensional model is created using a three-dimensional measuring machine A04 that actually performs measurement, as compared with a position and orientation calculation apparatus that uses CAD data. For this reason, there is an advantage that wrinkles hardly occur between the three-dimensional model and the measurement data at the time of position / orientation calculation.

次いで、ステップS203においては、ロボットA01を制御して、それにより、ステップS202で検出された物品A06の位置姿勢に対応した位置に、ロボットA01のハンドA03を移動させる。そして、ハンドA03により物品A06を把持させ、ロボットA01に所定のハンドリング動作を行わせる。物品A06のハンドリング処理が完了すると、物品搬送作業を終了する。   Next, in step S203, the robot A01 is controlled, whereby the hand A03 of the robot A01 is moved to a position corresponding to the position and orientation of the article A06 detected in step S202. Then, the article A06 is held by the hand A03, and the robot A01 is caused to perform a predetermined handling operation. When the handling process of the article A06 is completed, the article transport operation is finished.

このように、本発明では、CADデータの存在しない物品に対しても、3次元空間上に配置された物品A06の位置姿勢を算出し、算出結果に基づいて物品A06を正確にハンドリングすることができる。また、物品A06の3次元計測を行うことで物品A06の3次元モデルを生成しているので、3次元モデル生成時の教示の手間を大幅に減らすことができる。   As described above, according to the present invention, the position and orientation of the article A06 arranged in the three-dimensional space is calculated even for an article for which CAD data does not exist, and the article A06 is accurately handled based on the calculation result. it can. Further, since the three-dimensional model of the article A06 is generated by performing the three-dimensional measurement of the article A06, it is possible to greatly reduce the teaching effort when generating the three-dimensional model.

あるいは、ステップS203においては、基準となる物品の位置姿勢である基準物品位置姿勢に対する基準ロボット位置姿勢を予めロボット制御装置A02に記憶する。次いで、ステップS202で認識した物品A06の位置姿勢に対して、基準物品位置姿勢と基準ロボット位置姿勢との間の相対的な位置関係に一致するようなロボット位置姿勢を求める。そして、そのようなロボット位置姿勢にハンドA03を移動させるようにロボットA01を制御してもよい。   Alternatively, in step S203, the reference robot position and orientation with respect to the reference article position and orientation, which is the reference article position and orientation, is stored in advance in the robot controller A02. Next, a robot position / posture that matches the relative positional relationship between the reference article position / posture and the reference robot position / posture with respect to the position / posture of the article A06 recognized in step S202 is obtained. Then, the robot A01 may be controlled to move the hand A03 to such a robot position and orientation.

本実施形態では、検出した一つの物品A06を把持して搬送することによりシステムを終了している。しかしながら、一度の検出で複数の物品A06の位置姿勢を算出し、検出された複数の物品A06を連続して把持および搬送するようにしてもよい。あるいは、3次元空間上に配置された複数の物品の全てを順次搬送するようにしてもよい。なお、物品のハンドリング時には、特開2002−331480号公報に記載されるように、ハンドA03が物品A06が収納される箱に干渉するのを回避してもよい。   In the present embodiment, the system is terminated by gripping and transporting one detected article A06. However, the position and orientation of the plurality of articles A06 may be calculated by one detection, and the detected plurality of articles A06 may be continuously held and conveyed. Alternatively, all of a plurality of articles arranged in the three-dimensional space may be sequentially conveyed. When handling an article, as described in JP-A-2002-331480, the hand A03 may be prevented from interfering with a box in which the article A06 is stored.

典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。   Although the present invention has been described using exemplary embodiments, those skilled in the art can make the above-described changes and various other changes, omissions, and additions without departing from the scope of the invention. You will understand.

A00 ハンドリングロボット装置
A01 ロボット
A02 ロボット制御装置
A03 ハンド
A04 3次元計測機
A05 3次元認識装置
A06、A06a〜A06h 物品
A07 架台
B00 モデル生成装置
B10 モデル生成部
B11 モデル計測データ抽出部
B12 モデル計測データ統合部
B13、B13a モデル計測データ
B20 物品位置姿勢算出部(位置姿勢算出部)
B30a〜B30c 3次元点(計測データ)
B40 3次元モデル
B50 物品の位置姿勢
C06、C06a〜C06h 仮想的な計測位置
C11 描画部
C12 領域設定部
C13 仮モデル生成部
C14 検出部
C15 検出成否指示部
C16 不正モデル計測データ除去部
D01 仮モデル
A00 Handling robot device A01 Robot A02 Robot control device A03 Hand A04 3D measuring machine A05 3D recognition device A06, A06a to A06h Article A07 Mounting B00 Model generation device B10 Model generation unit B11 Model measurement data extraction unit B12 Model measurement data integration unit B13, B13a Model measurement data B20 Article position and orientation calculation unit (position and orientation calculation unit)
B30a-B30c 3D point (measurement data)
B40 Three-dimensional model B50 Article position and orientation C06, C06a to C06h Virtual measurement position C11 Drawing unit C12 Area setting unit C13 Temporary model generation unit C14 Detection unit C15 Detection success / failure instruction unit C16 Unauthorized model measurement data removal unit D01 Temporary model

Claims (12)

物品の3次元モデルを生成するモデル生成装置(B00)であって、
3次元空間上に任意の姿勢でそれぞれ配置された複数の物品を3次元計測し、計測データを取得する3次元計測機(A04)と、
該3次元計測機により計測された前記複数の物品の計測データを、一つの物品を複数の仮想的な計測位置から計測したモデル計測データの集合とみなし、前記複数の仮想的な計測位置のそれぞれについて、対応するモデル計測データを抽出するモデル計測データ抽出部(B11)と、
該モデル計測データ抽出部により抽出したモデル計測データを統合することにより前記物品の3次元モデルを生成するモデル計測データ統合部(B12)と、を備えることを特徴とするモデル生成装置。
A model generation device (B00) for generating a three-dimensional model of an article,
A three-dimensional measuring machine (A04) that three-dimensionally measures a plurality of articles respectively arranged in an arbitrary posture in a three-dimensional space and acquires measurement data;
The measurement data of the plurality of articles measured by the three-dimensional measuring machine is regarded as a set of model measurement data obtained by measuring one article from a plurality of virtual measurement positions, and each of the plurality of virtual measurement positions is A model measurement data extraction unit (B11) for extracting corresponding model measurement data,
A model generation apparatus comprising: a model measurement data integration unit (B12) that generates a three-dimensional model of the article by integrating the model measurement data extracted by the model measurement data extraction unit.
請求項1に記載のモデル生成装置であって、
前記モデル計測データ抽出部は、
前記計測データを教示画面に出力する描画部(C11)と、
複数の物品から選択された一つの物品の領域を、前記計測データが出力された前記教示画面上で設定する領域設定部(C12)と、
該領域設定部によって設定された前記領域内に存在する計測データを基に、仮モデルを生成する仮モデル生成部(C13)と、
前記仮モデルを用いて前記複数の物品の残りの物品の位置姿勢を検出する検出部(C14)と、を備え、
前記モデル計測データ抽出部は前記検出部によって検出された前記残りの物品の位置姿勢を基にモデル計測データを抽出し、
前記モデル計測データ統合部は前記モデル計測データを前記仮モデルに統合することで3次元モデルを生成することを特徴とするモデル生成装置。
The model generation device according to claim 1,
The model measurement data extraction unit
A drawing unit (C11) for outputting the measurement data to a teaching screen;
An area setting unit (C12) for setting an area of one article selected from a plurality of articles on the teaching screen from which the measurement data is output;
A temporary model generation unit (C13) that generates a temporary model based on measurement data existing in the region set by the region setting unit;
A detection unit (C14) that detects the position and orientation of the remaining articles of the plurality of articles using the temporary model,
The model measurement data extraction unit extracts model measurement data based on the position and orientation of the remaining article detected by the detection unit,
The model measurement data integration unit generates a three-dimensional model by integrating the model measurement data into the temporary model.
請求項2に記載のモデル生成装置であって、
前記検出部は、前記仮モデルの初期姿勢に近い姿勢の物品から順番に検出し、
前記モデル計測データ抽出部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記仮モデルの初期姿勢に近い順にモデル計測データを抽出し、
前記モデル計測データ統合部は、前記モデル計測データが抽出される毎に、逐次的にモデル計測データを前記仮モデルに統合することを特徴とするモデル生成装置。
The model generation device according to claim 2,
The detection unit detects in order from an article in a posture close to the initial posture of the temporary model,
The model measurement data extraction unit extracts model measurement data in the order close to the initial posture of the temporary model based on the detection result of the detection unit,
The model measurement data integration unit integrates model measurement data into the temporary model sequentially each time the model measurement data is extracted.
請求項2または請求項3に記載のモデル生成装置であって、前記モデル計測データ抽出部が、前記検出部の検出結果の成否を操作者が指示するための検出成否指示部(C15)を備えることを特徴とするモデル生成装置。   4. The model generation apparatus according to claim 2, wherein the model measurement data extraction unit includes a detection success / failure instruction unit (C15) for an operator to instruct success / failure of the detection result of the detection unit. A model generation apparatus characterized by that. 請求項2から4のいずれか一項に記載のモデル生成装置であって、前記モデル計測データ抽出部は、前記検出部によって検出された物品の位置姿勢の近傍に存在する前記計測データを基に前記モデル計測データを抽出することを特徴とするモデル生成装置。   5. The model generation device according to claim 2, wherein the model measurement data extraction unit is based on the measurement data existing in the vicinity of the position and orientation of the article detected by the detection unit. A model generation apparatus that extracts the model measurement data. 請求項2から5のいずれか一項に記載のモデル生成装置であって、
前記モデル計測データ抽出部が誤った計測データをモデル計測データとして不正に抽出すると共に前記モデル計測データ統合部が不正に抽出された不正モデル計測データを前記仮モデルに統合した場合であっても、前記モデル計測データ統合部が、前記計測データと前記仮モデルとの整合性を基に、前記仮モデルから前記不正モデル計測データを抽出して除去する不正モデル計測データ除去部(C16)を備えることを特徴とするモデル生成装置。
The model generation device according to any one of claims 2 to 5,
Even if the model measurement data extraction unit illegally extracts incorrect measurement data as model measurement data and the model measurement data integration unit integrates the illegal model measurement data extracted illegally into the temporary model, The model measurement data integration unit includes an unauthorized model measurement data removal unit (C16) that extracts and removes the unauthorized model measurement data from the temporary model based on the consistency between the measurement data and the temporary model. A model generation device characterized by the above.
請求項2から6のいずれか一項に記載のモデル生成装置であって、
前記モデル計測データ統合部が、前記モデル計測データを前記仮モデルに統合する際に、前記モデル計測データと前記仮モデルの間に重複部が存在する場合には、前記モデル計測データから該重複部を除去した後で、前記モデル計測データを前記仮モデルに統合することを特徴とするモデル生成装置。
The model generation device according to any one of claims 2 to 6,
When the model measurement data integration unit integrates the model measurement data into the provisional model, if there is an overlap between the model measurement data and the provisional model, the model measurement data is integrated with the overlap part. A model generation apparatus that integrates the model measurement data into the temporary model after removing the model.
請求項2から6のいずれか一項に記載のモデル生成装置であって、
前記モデル計測データ統合部が、前記モデル計測データを前記仮モデルに統合する際に、前記モデル計測データと前記仮モデルの間に重複部が存在する場合には、前記モデル計測データの該重複部を基に仮モデルの該重複部を更新することを特徴とするモデル生成装置。
The model generation device according to any one of claims 2 to 6,
When the model measurement data integration unit integrates the model measurement data into the temporary model, if there is an overlap between the model measurement data and the temporary model, the overlap of the model measurement data A model generation apparatus that updates the overlapping portion of the temporary model based on the model.
請求項2から8のいずれか一項に記載のモデル生成装置であって、前記モデル計測データ統合部が、前記検出部によって検出された物品の位置姿勢から算出される前記仮想計測位置及びモデル計測データの少なくとも一方をパラメータとする最適化を行い、生成されるべきモデルの高精度化を行うことを特徴とするモデル生成装置。   9. The model generation apparatus according to claim 2, wherein the model measurement data integration unit calculates the virtual measurement position and the model measurement calculated from the position and orientation of the article detected by the detection unit. A model generation apparatus characterized in that optimization is performed using at least one of data as a parameter to improve the accuracy of a model to be generated. 請求項1から9のいずれか一項に記載のモデル生成装置であって、
前記3次元計測機が、3次元空間上に配置された複数の物品を3次元計測した後に、物品の積載状態を変更し、前記複数の物品の新たな3次元計測を行うことを一回以上繰返し、前記モデル計測データ抽出部及び前記モデル計測データ統合部が、複数回の3次元計測により得られた複数の計測データを基に前記物品の3次元モデルを生成することを特徴とするモデル生成装置。
The model generation device according to any one of claims 1 to 9,
After the three-dimensional measuring device three-dimensionally measures a plurality of articles arranged in a three-dimensional space, changing the loading state of the articles and performing a new three-dimensional measurement of the plurality of articles at least once Repeatedly, the model measurement data extraction unit and the model measurement data integration unit generate a three-dimensional model of the article based on a plurality of measurement data obtained by a plurality of three-dimensional measurements. apparatus.
請求項1から10のいずれか一項に記載のモデル生成装置と、
前記モデル生成装置によって生成された3次元モデルと前記3次元計測機で取得された計測データとの対応付けに基づいて、前記物品の位置姿勢を算出する位置姿勢算出部(B20)と、
を備えることを特徴とする位置姿勢算出装置。
The model generation device according to any one of claims 1 to 10,
A position and orientation calculation unit (B20) that calculates the position and orientation of the article based on the correspondence between the three-dimensional model generated by the model generation device and the measurement data acquired by the three-dimensional measuring machine;
A position and orientation calculation apparatus comprising:
前記物品をハンドリング可能なロボット(A01)と、
請求項1から10のいずれか一項に記載のモデル生成装置と、
前記モデル生成装置によって生成された3次元モデルと前記3次元計測機で取得された計測データとの対応付けに基づいて、前記物品の位置姿勢を算出する位置姿勢算出部(B20)とを備え、
前記位置姿勢算出部によって算出された前記物品の位置姿勢に基づいて、前記ロボットが前記物品をハンドリングすることを特徴とするハンドリングロボット装置(A00)。
A robot (A01) capable of handling the article;
The model generation device according to any one of claims 1 to 10,
A position and orientation calculation unit (B20) that calculates the position and orientation of the article based on the correspondence between the three-dimensional model generated by the model generation device and the measurement data acquired by the three-dimensional measuring machine;
A handling robot apparatus (A00), wherein the robot handles the article based on the position and orientation of the article calculated by the position and orientation calculation unit.
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